Modulación por desplazamiento de fase en cuadratura: la forma de onda y sus ventajas

En un sistema de comunicación, la modulación es el método por el cual las propiedades de la señal portadora cambian de acuerdo con las señales del mensaje. Hay dos tipos de métodos de modulación basados ​​en el tipo de señal de banda base. Son modulación analógica y modulación digital. En la modulación digital, la señal de banda base consta de datos digitales en forma de 0 y 1. La modulación por desplazamiento de fase es un método de modulación digital en el que la fase de la portadora cambia de acuerdo con la señal en la banda base. Hay dos tipos de métodos de modulación por desplazamiento de fase: modulación por desplazamiento de fase binaria y modulación por desplazamiento de fase en cuadratura.


¿Qué es la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura?

La modulación por desplazamiento de fase en cuadratura es un método de modulación digital. En este método, la fase de la forma de onda de la portadora cambia de acuerdo con la señal digital de banda base. La fase de la portadora sigue siendo la misma cuando la lógica de entrada es 1, pero cambia de fase cuando la lógica es 0. En la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura, se modulan dos bits de información a la vez, a diferencia de la modulación por desplazamiento de fase binaria, en la que solo se modifica un bit. pasado por símbolo. Aquí hay cuatro desplazamientos de fase de la portadora con una diferencia de fase de ±90° para cuatro posibles combinaciones de dos bits (00, 01, 10, 11). La duración del símbolo en esta modulación es el doble de la duración del bit.

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Plan

En lugar de convertir bits en un flujo digital, QPSK los convierte en pares de bits. Este método también se conoce como Modulación de portadora suprimida de doble banda lateral método. El circuito de modulación QPSK consta de un separador de bits, un convertidor de serie a paralelo de 2 bits, dos multiplicadores, un oscilador local y un sumador.

Cuadratura-Fase-Shift-Keying-Circuit-Schematic

A la entrada del transmisor, los bits de la señal del mensaje se separan en bits pares y bits impares mediante un separador de bits. Estos bits luego se multiplican con la misma forma de onda portadora para generar señales QPSK pares e impares. La señal Even QPSK se desfasa 90°, usando un desfasador, antes de la modulación. Aquí se utiliza el oscilador local para generar la forma de onda portadora. Después de la separación de bits, se utiliza un convertidor de serie a paralelo de 2 bits. Después de la multiplicación con la forma de onda de la portadora, la QPSK par y la QPSK impar se asignan al sumador cuando se obtiene la salida de modulación.

En el lado del receptor para la demodulación, se utilizan dos detectores de producto. Los detectores de este producto convierten la señal QPSK modulada en señales QPSK pares e impares. Luego, las señales pasan a través de dos filtros de paso de banda y dos integradores. Después del procesamiento, las señales se aplican al convertidor de paralelo a serie de 2 bits, cuya salida es la señal reconstruida.

Forma de onda de modulación por desplazamiento de fase en cuadratura

Después de procesar las señales QPSK pares e impares, se aplican al verano donde se obtiene la salida modulada.

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Cuadratura-Fase-Shift-Keying-Waveform.
Cuadratura-Fase-Shift-Keying-Waveform.

Ventajas y desventajas

  • Ofrece una buena inmunidad al ruido.
  • En comparación con BPSK, el ancho de banda utilizado por QPSK se reduce a la mitad.
  • La tasa de transmisión de información de la modulación por desplazamiento de fase en cuadratura es más alta porque transmite dos bits por símbolo de portadora.
  • La potencia de la portadora permanece constante porque la variación de la amplitud QPSK es pequeña.
  • Uso eficiente del ancho de banda de transmisión disponible.
  • Baja probabilidad de error en comparación con otros métodos.
  • La desventaja de QPSK en comparación con BPSK es la complejidad del circuito.

QPSK generalmente se prefiere para aplicaciones donde se requieren altas tasas de bits y velocidad de transferencia de datos. El código de Matlab se utiliza para la simulación de este método. ¿Cuál es el uso del verano en la modulación QPSK?

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